地下水的分類及物理化學性質寶豐能源集團丁家梁煤礦技術管理科授課人：王強專業：地質工程地下水分廣義地下水：地表以下巖石空隙中的水(包氣帶、飽水帶中的水）狹義地下水：地表以下飽水帶巖層空隙中的水—重力水地下水分類：主要依據—含水介質的類型（賦存空間）埋藏條件（賦存部位）含水介質三類，埋藏三分，組合共分為9類一地下水分類煤礦水文地質最關心地下水分類表abc1—隔水層；2—透水層；3—飽水部分；4—潛水位；5—承壓水測壓水位；6—泉（上升泉）；7—水井，實線表示井壁不進水；上層滯水、潛水及承壓水上層滯水承壓水潛水埋藏在離地表不深、包氣帶中局部隔水層之上的重力水。這是包氣帶中唯一有實際利用價值的重力水1.1潛水與潛水含水層概念

潛水：地表以下，第一個具有自由表面的穩定含水層中的重力水自由表面—即沒有隔水層限制，與大氣直接相通，除大氣壓強外不受其它力。穩定含水層—指具有一定的空間連續性（范圍）以示區分上層滯水潛水含水層——賦存潛水的巖層1.2基本要素（專業術語）

潛水面潛水位潛水含水層-含水層厚度-潛水埋深-隔水層

潛水面大氣降水入滲蒸發

流向

泉潛水埋深

h1

潛水含水層含水層厚度

h

潛水位H基準面1.3主要特征

A）潛水直接接受大氣降水和比它水位高的地表水的滲入補給；B）潛水面不承受靜水壓力；C）潛水的埋深因地而異，與水位、水量變化有關；D）在重力作用下，由高向底流動，稱潛水流。潛水面的形狀含水層厚度增大等水位線由密變疏巖石顆粒由細變粗2承壓水與承壓含水層

2.1基本要素與特征

充滿于2個穩定隔水層（或弱透水層）之間的含水層中的重力水，稱之承壓水。①承壓含水層②隔水頂板③隔水底板④承壓含水層厚度（M）⑤測壓水位線（面）：⑥承壓水頭-H⑦補給區⑧承壓區⑨排泄區⑩自溢區主要特征：（1）承受靜水壓（2）補給區與分布區不一致（3）動態變化不顯著（4）其運動方式是在靜水壓力的作用下，以水交替的形式進行運動2.2地質構造條件與承壓水形成的關系

承壓盆地2.2.1按地下水的排泄方式開放型承壓盆地封閉型承壓盆地2.2.2根據地形與構造的關系：正地形盆地負地形盆地2.3承壓斜地2.4等水壓線圖（1）判斷含水層巖性和厚度的變化

（2）確定測壓水位的埋藏深度和承壓水的水頭

（3）確定潛水與承壓水間的相互關系2.5承壓含水層的儲水與釋水問題：

承壓含水層的變化：在儲水與釋水時，含水層厚度是不變的，承壓含水層的儲水與釋水是如何進行的？！彈性給水度μe

承壓含水層中當測壓水位下降(或上升)1個單位，單位水平面積含水層柱體所釋放(或儲存)的水量測壓水位降低導致（1）含水層孔隙中水的壓力降低—水體積膨脹釋水，水的膨脹系數約為1/20000（2）孔隙水壓力降低，巖層顆粒間承受壓力增加—骨架被壓縮，當顆粒不變時，骨架壓縮=空隙體積減小（排列改變）——發生釋水（擠出來）水

這兩部水很有限，所以μe

很小；與重力給水度μd相比要小10-1~10-3承壓含水層的貯水系數與潛水含水層給水度的比較承壓水含水層潛水含水層承壓含水層的彈性給水度從理論上來看：彈性給水度是可以恢復的實際上彈性是有限恢復的越過含水層彈性范圍（限定），將產生一次性的變形—即永久性不可恢復的變形最終導致含水層的彈性給水與釋水能力降低承壓含水層的貯水系數與潛水含水層給水度的比較承壓水含水層潛水含水層在自然或實際條件下，潛水與承壓水的劃分也是相對的在復雜條件下，很難將某些含水層中的水劃定為潛水或承壓水幾個例子：山區基巖互層一個較厚的含水層一個封閉的含水層—潛水？

開采前—潛水含水層

開采后—承壓含水層3.潛水與承壓水的相互轉化例：潛水與承壓水的轉化二

地下水的物理性質

包括溫度、顏色、透明度、氣味、味道、比重、導電性和放射性等。1.地下水的溫度地殼表層熱能來源：1.太陽的輻射2.地球內部的熱流地殼表層分帶（根據受熱的情況

）：1.變溫帶：受太陽的輻射影響，地溫有季節、晝夜變化，下限深度1-2m。地下水溫度隨季節變化。2.常溫帶：不受太陽的輻射影響，地溫變化很小，下限深度15-30m。地溫比年平均氣溫高1-2℃。3.增溫帶：受地球內熱影響，隨深度增加地溫而有規律地升高。一般地溫梯度平均值為3℃/100m。2.地下水的化學成分1.1主要氣體成分

O2、N2、CO2、CH4、H2S意義：（1）說明地下水所處的地球化學環境；（2）增強水對巖石的溶解能力。溶解氧多說明地下水所處地球化學環境于氧化作用進行；N2單獨存在，地下水處于封閉的還原環境；CH4、H2S指示還原環境；CO2來源于土壤，CO2多，地下水溶解碳酸鹽與對結晶巖進行風化作用的能力愈強。1.2主要離子成分

Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+原因：（1）元素豐度大；（2）在水中的溶解度大。礦化度高中低主要離子組分Cl-Na+K+；SO42-；HCO3-Ca2+Mg2+1.來源

低礦化度地下水中的主要成分來源于：（1）沉積巖(碳酸鹽)類和變質巖(大理巖)的溶解；（2）巖漿巖的變質作用；（3）巖漿巖的風化溶解(鋁硅酸鹽礦物如鈣長石)。中礦化度地下水中的主要成分(SO42-)來源于：（1）沉積巖類的溶解（石膏及其他硫酸鹽）；（2）金屬硫化物的氧化（黃鐵礦）；（3）人類活動——酸雨（化石燃料的燃燒）。高礦化度地下水中的主要成分(Cl-Na+K+)來源于：（1）沉積巖類的溶解（鉀鹽、鈉鹽）；（2）巖漿巖的風化溶解（鉀長石、鈉長石）（3）海水；（4）火山噴發；（5）人類活動——Cl-是污染標志。

3.其他成分

1.微量組分天然微量組分：Br(